Oceano, Clima y Tectónica de placas

GLACIACIONES, CAMBIOS CLIMÁTICOS Y EVIDENCIAS DE LOS MISMOS EN LA HISTORIA DE LA TIERRA

El clima es un promedio, a una escala de tiempo dada, del tiempo atmosférico. Los distintos tipos climáticos y su localización en la superficie terrestre obedecen a ciertos factores, siendo los principales, la latitud geográfica, la altitud, la distancia al mar, la orientación del relieve terrestre con respecto a la insolación (vertientes de solana y umbría) y a la dirección de los vientos (vertientes de Sotavento y barlovento) y por último, las corrientes marinas. Estos factores y sus variaciones en el tiempo producen cambios en los principales elementos constituyentes del clima que también son cinco: temperatura atmosférica, presión atmosférica, vientos, humedad y precipitaciones.

Pero existen fluctuaciones considerables en estos elementos a lo largo del tiempo, tanto mayores cuanto mayor sea el período de tiempo considerado. Estas fluctuaciones ocurren tanto en el tiempo como en el espacio. Las fluctuaciones en el tiempo son muy fáciles de comprobar: puede presentarse un año con un verano frío (por ejemplo, el sector del turismo llegó a tener fuertes pérdidas hace unos años en las playas españolas debido a las bajas temperaturas registradas y al consiguiente descenso del número de visitantes, y el invierno del 2009 al 2010 ha sido mucho más frío de lo normal, no solo en España, sino en toda Europa). También las fluctuaciones espaciales son aún más frecuentes y comprobables: los efectos de lluvias muy intensas en la zona intertropical del hemisferio sur en América (inundaciones en el Perú y en el sur del Brasil) se presentaron de manera paralela a lluvias muy escasas en la zona intertropical del Norte de América del Sur (especialmente en Venezuela y otras áreas vecinas).

Un cambio en la emisión de radiaciones solares, en la composición de la atmósfera, en la disposición de los continentes, en las corrientes marinas o en la órbita de la Tierra puede modificar la distribución de energía y el equilibrio térmico, alterando así profundamente el clima cuando se trata de procesos de larga duración.

Animación del mapa mundial de la temperatura media mensual del aire de la superficie.
Estas influencias se pueden clasificar en externas e internas a la Tierra. Las externas también reciben el nombre de forzamientos dado que normalmente actúan de manera sistemática sobre el clima, aunque también las hay aleatorias como es el caso de los impactos de meteoritos (astroblemas). La influencia humana sobre el clima en muchos casos se considera forzamiento externo ya que su influencia es más sistemática que caótica pero también es cierto que el Homo sapiens pertenece a la propia biosfera terrestre pudiéndose considerar también como forzamientos internos según el criterio que se use. En las causas internas se encuentran una mayoría de factores no sistemáticos o caóticos. Es en este grupo donde se encuentran los factores amplificadores y moderadores que actúan en respuesta a los cambios introduciendo una variable más al problema ya que no solo hay que tener en cuenta los factores que actúan sino también las respuestas que dichas modificaciones pueden conllevar. Por todo eso al clima se le considera un sistema complejo. Según qué tipo de factores dominen la variación del clima será sistemática o caótica. En esto depende mucho la escala de tiempo en la que se observe la variación ya que pueden quedar patrones regulares de baja frecuencia ocultos en variaciones caóticas de alta frecuencia y viceversa. Puede darse el caso de que algunas variaciones caóticas del clima no lo sean en realidad y que sean catalogadas como tales por un desconocimiento de las verdaderas razones causales de las mismas.
1 Causas de los cambios climáticos
1.1 Influencias externas
1.1.1 Variaciones solares
1.1.2 Variaciones orbitales
1.1.3 Impactos de meteoritos
1.2 Influencias internas
1.2.1 La deriva continental
1.2.2 La composición atmosférica
1.2.3 Las corrientes oceánicas
1.2.4 El campo magnético terrestre
1.2.5 Los efectos antropogénicos
1.2.6 Retroalimentaciones y factores moderadores
1.3 Incertidumbre de predicción
2 Cambios climáticos en el pasado
2.1 La paradoja del Sol débil
2.2 El efecto invernadero en el pasado
2.3 El CO2 como regulador del clima
2.4 Aparece la vida en la Tierra
3 Máximo Jurásico
3.1 Las glaciaciones del Pleistoceno
3.2 El mínimo de Maunder
4 El cambio climático actual
4.1 Combustibles fósiles y calentamiento global
4.2 Planteamiento de futuro
4.3 Agricultura
5 Clima de planetas vecinos
6 Materia multidisciplinar
7 Océanos
7.1 El aumento de la temperatura
7.2 Sumideros de carbono y acidificación
7.3 El cierre de la circulación térmica

Una glaciación, o edad de hielo, es un periodo de larga duración en el cual baja la temperatura global del clima de la Tierra, dando como resultado una expansión del hielo continental de los casquetes polares y los glaciares.
¿Qué causa el comienzo de las condiciones glaciares? Dos glaciaciones han sido especialmente dramáticas en la historia de la Tierra: la Tierra Bola de Nieve, que se inició a finales del Proterozoico, hace aproximadamente unos 700 millones de años, y la glaciación wisconsiense o de Würm, acaecida a finales del Pleistoceno. Otra edad glacial de especial impacto en la historia reciente fue la Pequeña Edad de Hielo, que abarcó desde comienzos del siglo XIV hasta mediados del XIX.

Oscurecimiento Global

Seis grados que podrian cambiar el mundo

La tectónica de placas (del griego τεκτονικός, tektonicós, “el que construye”) es una teoría geológica que explica la forma en que está estructurada la litósfera (la porción externa más fría y rígida de la Tierra). La teoría da una explicación a las placas tectónicas que forman la superficie de la Tierra y a los desplazamientos que se observan entre ellas en su movimiento sobre el manto terrestre fluido, sus direcciones e interacciones. También explica la formación de las cadenas montañosas (orogénesis). Así mismo, da una explicación satisfactoria de por qué los terremotos y los volcanes se concentran en regiones concretas del planeta (como el cinturón de fuego del Pacífico) o de por qué las grandes fosas submarinas están junto a islas y continentes y no en el centro del océano.

Vectores de velocidad de las placas tectónicas obtenidos mediante posicionamiento preciso GPS.
Las placas tectónicas se desplazan unas respecto a otras con velocidades de 2,5 cm/año1 lo que es, aproximadamente, la velocidad con que crecen las uñas de las manos. Dado que se desplazan sobre la superficie finita de la Tierra, las placas interaccionan unas con otras a lo largo de sus fronteras o límites provocando intensas deformaciones en la corteza y litosfera de la Tierra, lo que ha dado lugar a la formación de grandes cadenas montañosas (por ejemplo las cordilleras de Himalaya, Alpes, Pirineos, Atlas, Urales, Apeninos, Apalaches, Andes, entre muchos otros) y grandes sistemas de fallas asociadas con éstas (por ejemplo, el sistema de fallas de San Andrés). El contacto por fricción entre los bordes de las placas es responsable de la mayor parte de los terremotos. Otros fenómenos asociados son la creación de volcanes (especialmente notorios en el cinturón de fuego del océano Pacífico) y las fosas oceánicas.

Las placas tectónicas se componen de dos tipos distintos de litosfera: la corteza continental, más gruesa, y la corteza oceánica, la cual es relativamente delgada. La parte superior de la litosfera se le conoce como Corteza terrestre, nuevamente de dos tipos (continental y oceánica). Esto significa que una placa litosférica puede ser una placa continental, una oceánica, o bien de ambos, si fuese así se le denomina placa mixta.

Uno de los principales puntos de la teoría propone que la cantidad de superficie de las placas (tanto continental como oceánica) que desaparecen en el manto a lo largo de los bordes convergentes de subducción está más o menos en equilibrio con la corteza oceánica nueva que se está formando a lo largo de los bordes divergentes (dorsales oceánicas) a través del proceso conocido como expansión del fondo oceánico. También se suele hablar de este proceso como el principio de la “cinta transportadora”. En este sentido, el total de la superficie en el globo se mantiene constante, siguiendo la analogía de la cinta transportadora, siendo la corteza la cinta que se desplaza gracias a las fuertes corrientes convectivas de la astenósfera, que hacen las veces de las ruedas que transportan esta cinta, hundiendose la corteza en las zonas de convergencia, y generandose nuevo piso oceánico en las dorsales.
1 Placas existentes
2 Origen de las placas tectónicas
3 Antecedentes históricos
4 Límites de placas
4.1 Límite divergente o constructivo: las dorsales
4.2 Límite convergente o destructivo
4.3 Límite transformante, conservativo o neutro
5 Medición de la velocidad de las placas tectónicas

ORIGEN DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS: PLUMAS DEL MANTO

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DERIVA CONTINENTAL Y BORDES ENTRE PLACAS

La teoría de la deriva continental fue propuesta originalmente por Alfred Wegener en 1912, quien la formula basándose, entre otras cosas, en la manera en que parecen encajar las formas de los continentes a cada lado del Océano Atlántico, como África y Sudamérica (de lo que ya se habían percatado anteriormente Benjamin Franklin y otros). También tuvo en cuenta el parecido de la fauna fósil de los continentes septentrionales y ciertas formaciones geológicas. Más en general, Wegener conjeturó que el conjunto de los continentes actuales estuvieron unidos en el pasado remoto de la Tierra, formando un supercontinente, denominado Pangea, que significa “toda la tierra”. Este planteamiento fue inicialmente descartado por la mayoría de sus colegas, ya que su teoría carecía de un mecanismo para explicar la deriva de los continentes. En su tesis original, propuso que los continentes se desplazaban sobre otra capa más densa de la Tierra que conformaba los fondos oceánicos y se prolongaba bajo ellos de la misma forma en que uno desplaza una alfombra sobre el piso de una habitación. Sin embargo, la enorme fuerza de fricción implicada, motivó el rechazo de la explicación de Wegener, y la puesta en suspenso, como hipótesis interesante pero no probada, de la idea del desplazamiento continental. En síntesis, la deriva continental es el desplazamiento lento y continuo de las masas continentales.
Las zonas de las placas contiguas a los límites —los bordes de placa— son las regiones de mayor actividad geológica interna del planeta. En ellas se concentran:

Vulcanismo: la mayor parte del vulcanismo activo se genera en el eje de las dorsales, en los límites divergentes. Por ser submarino y de tipo fluidal, poco violento, pasa muy desapercibido. Detrás se ubican las regiones contiguas a las fosas por el lado de la placa que no subduce.
Orogénesis: es decir, surgimiento de montañas. Es simultánea a la convergencia de placas, en dos ámbitos: a) donde ocurre subducción se levantan arcos volcánicos y cordilleras, como los Andes, ricas en volcanes; b) en los límites de colisión el vulcanismo es escaso o nulo, y la sismicidad es particularmente intensa.
Sismicidad: Suceden algunos terremotos intraplaca, en fracturas en regiones centrales y generalmente estables de las placas, pero la inmensa mayoría se origina en bordes de placa. Las circunstancias del clima y de la historia han hecho concentrarse buena parte de la población mundial en regiones continentales sumamente sísmicas, las que forman los cinturones orogenéticos, junto a límites convergentes. Algunos terremotos importantes, como el de San Francisco de 1906, se generan en límites de fricción. Los sismos importantes de las dorsales se producen donde las fallas transformantes actúan como límites entre placas.
Límites divergentes: corresponden al medio oceánico que, de manera discontinua, se extiende a lo largo del eje de las dorsales. La longitud de estas dorsales es de unos 65 000 km. La parte central de la dorsal está constituida por un amplio surco denominado valle de rift: elongación formada por depresión de un bloque cortical entre dos fallas o zonas de falla de rumbo más o menos paralelos,3 por el cual desde el manto asciende magma y provoca actividad volcánica lenta y constante.
Límites convergentes: donde dos placas se encuentran. Hay dos casos muy distintos:
Subducción: una de las placas se pliega un ángulo pequeño, hacia el interior de la Tierra, y se introduce bajo la otra. El límite está marcado por una fosa oceánica o fosa abisal, una estrecha zanja, cuyos flancos pertenecen a una placa distinta. Hay dos variantes, según la naturaleza de la litosfera en la placa que recibe la subducción: a) de tipo continental, como ocurre en la subducción de la placa de Nazca con respecto a la Cordillera de los Andes; b) de litosfera oceánica, donde se desarrollan edificios volcánicos en arcos insulares. Las fosas oceánicas y los límites que marcan son curvilíneos, de gran amplitud, como la sección de un plano inclinado, el plano de subducción con la superficie.
Colisión: se originan cuando la convergencia facilitada por la subducción provoca aproximación de dos masas continentales. Al final las dos masas chocan, y con los materiales continentales de la placa que subduce emerge un orógeno de colisión, que tiende a ascender sobre la otra placa. Así se originaron cordilleras mayores, como el Himalaya y los Alpes.
Límites de fricción: denominación la separación de dos placas por un tramo de falla transformante. Las fallas de esta índole intersecan transversalmente las dorsales y les permiten desarrollar un trayecto sinuoso a pesar de que su estructura interna requeriría rectas.

FORMACIÓN DEL SISTEMA SOLAR

Se estima que la formación y evolución del Sistema Solar comenzó hace 4 568 millones de años con el colapso gravitacional de una pequeña parte de una nube molecular gigante. La mayor parte de la masa colapsante se reunió en el centro, formando el Sol, mientras que el resto se aplanó en un disco protoplanetario a partir del cual se formaron los planetas, lunas, asteroides y otros cuerpos menores del Sistema Solar.

Este modelo ampliamente aceptado, conocido como la hipótesis nebular, fue desarrollado por primera vez en el siglo XVIII por Emanuel Swedenborg, Emanuel Kant y Pierre-Simon Laplace. Su desarrollo posterior ha entretejido una variedad de disciplinas científicas como la astronomía, la física, la geología y las ciencias planetarias. Desde los albores de la era espacial en 1950 y el descubrimiento de planetas extrasolares en la década de 1990, el modelo ha sido desafiado y refinado para incorporar las nuevas observaciones.

El sistema solar evolucionó mucho desde su formación inicial. Muchas lunas formaron discos de gas y polvo circulares alrededor de los planetas a los que pertenecen, mientras se cree que otras lunas se formaron de manera independiente y más tarde fueron capturadas por sus planetas. Todavía otras, como la Luna de la Tierra, pueden ser el resultado de colisiones gigantes. Estas colisiones entre cuerpos aún se producen y han sido fundamentales para la evolución del Sistema Solar. Las posiciones de los planetas se desplazaron con frecuencia. Ahora se cree que esta migración planetaria fue responsable de gran parte de la evolución temprana del Sistema Solar.
Los planetesimales son objetos sólidos que se estima que existen en los discos protoplanetarios. En esa primitiva nebulosa de gases y polvo en forma de disco, las partículas sólidas más masivas actuarían como núcleo de condensación de las más pequeñas, dando lugar a objetos sólidos cada vez más grandes que, en el curso de millones de años, acabarían creando los planetas.
En la teoría comúnmente aceptada de la formación de los planetas, la denominada hipótesis nebular se sostiene que los planetas se forman por la agregación de granos de polvo que chocan y se van uniendo para formar cuerpos cada vez más grandes, denominados planetesimales. Cuando alcanzasen una medida aproximada de un kilómetro, podrían atraerse unos a otros debido a su propia gravedad, ayudando a un crecimiento mayor hasta la creación de protoplanetas de un tamaño aproximado al de la Luna. Los cuerpos más pequeños que los planetesimales no ejercen una atracción gravitaria suficiente sobre las partículas vecinas como para agregarlas, pero aun así se producen colisiones debido al movimiento browniano de las partículas o a turbulencias en el gas. Alternativamente, algunos planetesimales también podrían haberse formado dentro de una espesa capa de granos de arena situada en el plano medio de un disco protoplanetario, y que experimentase una inestabilidad gravitacional colectiva. Muchos de los planetesimales se destruirían debido a colisiones violentas, pero unos cuantos de los más grandes podrían sobrevivir a esos encuentros y continuar creciendo hasta convertirse, primero en protoplanetas y posteriormente en planetas.

Está generalmente aceptado que hace aproximadamente 3.800 millones de años, tras un período conocido como el Bombardeo intenso tardío (Late heavy bombardment), muchos de los planetesimales dentro del Sistema Solar habían sido o bien expulsados del mismo, a distantes órbitas excéntricas tales como la Nube de Oort, o bien habían colisionado con objetos más grandes debido a la atracción de los grandes planetas gaseosos (particularmente Júpiter y Neptuno). Unos pocos planetesimales podrían haber sido capturados como lunas, tales como Fobos, Deimos (las lunas de Marte), o muchas de las lunas pequeñas y de gran inclinación de los planetas gigantes gaseosos, en especial Febe, la pequeña luna de Saturno. En la actualidad se están observando diversas zonas que, según los indicios recogidos, estarían en plena formación de planetesimales.

Los planetesimales que han sobrevivido hasta nuestros días son muy valiosos para la ciencia, ya que contienen información acerca del nacimiento de nuestro Sistema Solar. Aunque su exterior haya estado sujeto a una intensa radiación solar (lo que habría alterado su composición), su interior contiene un material prístino, esencialmente idéntico desde la propia formación del planetesimal. Esto convierte a cada planetesimal en una “cápsula del tiempo”, y su composición podría contarnos mucho acerca de las condiciones de la Nebulosa protosolar desde la que nuestro sistema planetario se formó.

EL FINAL DEL PLANETA TIERRA

Inversión del polo magnético de la tierra 2013

¿Por qué el Polo Norte Magnético está en movimiento y va tan rápido? El Polo Magnético se invierte periódicamente de norte a sur y viceversa una vez cada 250.000 años de promedio. Sin embargo la inversión la última vez fue hace 780.000 años. Durante este cambio la Tierra dejaría de estar protegida por la magnetosfera. Esto tendría consecuencias terribles para los seres humanos y animales que usan el magnetismo para saber su paradero, para la naturaleza en general y para nuestra tecnología de la que depende la sociedad.

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